[发明专利]一种基于稀土离子掺杂ZBLAN光纤的中红外激光器

说明书

本申请涉及一种基于稀土离子掺杂ZBLAN光纤的中红外激光器。该中红外激光器包括：通过泵浦源与石英光纤的一端连接，石英光纤的另一端的末端刻写有石英光纤光栅，石英光纤的另一端与稀土离子掺杂ZBLAN光纤的一端连接，稀土离子掺杂ZBLAN光纤的另一端与光纤端帽连接；泵浦源发出的泵浦光经过石英光纤和石英光纤光栅后，进入由石英光纤光栅与光纤端帽之间构成的激光谐振腔，被稀土离子掺杂ZBLAN光纤吸收后，激发出中红外激光，中红外激光在激光谐振腔内振荡并由镀有对中红外激光波段部分反射部分透过的介质膜的光纤端帽输出。利用镀有介质膜的光纤端帽代替ZBLAN光纤光栅作为全光纤激光器输出端，不仅能够避免复杂的ZBLAN光纤光栅制备工艺，降低激光器成本。

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，特别是涉及一种基于稀土离子掺杂ZBLAN光纤的中红外激光器。

背景技术

中红外波段是介于可见、近红外光与太赫兹(THz)波段之间的一定范围内的电磁辐射区域，尤其是3μm附近这一典型的中红外波长范围在物理学、化学、材料学、生物学、医学、大气探测、通讯、国防等国民经济和前沿科学研究方向具有重要的应用前景，近年来引起了越来越广泛的关注。目前，获得3μm中红外波段激光的方法有很多，如半导体量子级联激光器、非线性参量振荡和放大，固体激光器、光纤激光器等，其中由于光纤激光器具有转换效率高、散热效果好、激光阈值低、输出光束质量好、峰值功率高、以及高“表面积/体积”比、柔軔性与灵活性好、易于集成等显著优点，在气体检测、医疗、国防等应用中表现出独特的优势，因此发展高效率中红外3μm光纤激光器有着重要的科学意义和应用价值。

当前中红外3μm波段光纤激光器的一种重要方案是基于半导体激光器泵浦Er³+:ZBLAN光纤产生，主要有一种构型是基于在ZBLAN(氟化物)光纤上刻写对激光高反和部分反射光纤光栅的全光纤中红外激光器方案，这种构型的激光器具有稳定性高、灵活性好等一系列优点，是中红外光纤激光器发展的主要方向，但目前直接在ZBLAN光纤上刻写光栅工艺复杂，因此激光器成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低激光器成本的基于稀土离子掺杂ZBLAN光纤的中红外激光器。

一种基于稀土离子掺杂ZBLAN光纤的中红外激光器，所述中红外激光器包括：泵浦源、石英光纤、稀土离子掺杂ZBLAN光纤和光纤端帽，所述光纤端帽镀有对中红外激光波段部分反射部分透过的介质膜；

所述泵浦源与所述石英光纤的一端连接，所述石英光纤的另一端的末端刻写有石英光纤光栅，所述石英光纤的另一端与所述稀土离子掺杂ZBLAN光纤的一端连接，所述稀土离子掺杂ZBLAN光纤的另一端与所述光纤端帽连接；

所述泵浦源发出的泵浦光经过所述石英光纤和所述石英光纤光栅后，进入由所述石英光纤光栅与所述光纤端帽之间构成的激光谐振腔，被所述稀土离子掺杂ZBLAN光纤吸收后，激发出中红外激光，所述中红外激光在所述激光谐振腔内振荡并由所述光纤端帽输出。

在其中一个实施例中，所述稀土离子掺杂ZBLAN光纤中掺杂的稀土离子为Er³⁺离子或Ho³⁺离子。

在其中一个实施例中，所述石英光纤的另一端与所述稀土离子掺杂ZBLAN光纤的一端通过熔接方式连接。

在其中一个实施例中，所述光纤端帽由石英或晶体材料构成。

在其中一个实施例中，所述泵浦源为光纤耦合输出半导体激光器。